科学发展含硝态氮肥料
新闻分类:新型肥料来源:发布日期:2016-02-25
植物对铵态氮与硝态氮的吸收利用
铵态氮在土壤中大多被吸附在土壤胶体表面，而硝态氮不被土壤胶体吸附，移动性较强。植物可以从土壤中吸收铵态氮和硝态氮，也可以少量吸收利用水溶性的简单有机氮。与其他形态的氮素相比，土壤中的铵态氮是主要的有效氮形式。
在大田种植中，水分和温度适宜条件下，即使仅仅供应铵态氮肥，作物实际同时可以利用铵态氮和硝态氮。在通气良好的温带土壤中，硝态氮的含量超过铵态氮至少一个数量级，所以，在温带地区，大部分作物主要依靠吸收硝态氮满足作物需求。
植物吸收利用铵态氮，伴随着H+的释放，引起根际pH下降。当外部pH较低时，H+释放往往受到抑制，导致细胞内pH下降，不利于作物生长。另外，作物吸收铵态氮，需要马上与有机酸结合形成氨基酸或者酰胺，避免因为铵累积造成铵毒。同化铵态氮的过程中，伴随着碳水化合物和能量的消耗，影响植物根系生长。而植物吸收利用硝态氮，伴随着OH-和HCO3-的释放，引起根际pH上升。同时，硝态氮进入植物体后，一部分还原为铵态氮参与植物代谢，另一部分累积在液泡中，一般对植物不会产生不良影响。低浓度条件下，铵态氮和硝态氮供应对植物生长影响差异较小，随着溶液浓度的升高，硝态氮作为唯一氮源的优势将增加，供应铵态氮抑制植物生长的效应则更加明显。
在实际的种植生产中，酸性土壤生长的嫌钙植物和适应低氧化还原势的土壤条件下的植物（如水稻、茶树）偏好铵态氮，而喜钙植物（如玉米、多数蔬菜、棉花、烟草等）优先利用硝态氮。尽管作物对铵态氮或硝态氮有偏好，但是同时供应两种氮素往往能够获得更好的生长速率和产量。主要原因是相比较于单一氮源，同时施用两种形态氮，植物更易调节细胞内的pH值，并且可以减少氮同化过程中的能量消耗。
铵态氮和硝态氮的肥效
大量的试验研究结果表明，化肥产品中不同形态的氮素，在实际生产中，作物的吸收利用程度不同，对作物产量和品质的影响不同，即不同氮素的肥效存在差异。
按照不同的品质要求，不同品种的小麦需求不同的氮源。普通型小麦为中筋小麦，综合产量与品质需求，施用铵态氮肥能够获得较好的经济收益。
水稻偏好铵态氮源。即使同时供应当量的硝态氮与铵态氮，铵态氮的累积吸收量依然高出硝态氮。
施用不同形态的氮肥，对玉米产量没有显著影响。在南方低pH条件下，铵态氮肥效果好于硝态氮肥。
施用尿素和硝态氮肥利于蔬菜产量的提高
不同作物偏好不同的氮源，但往往按一定比例供应铵态氮和硝态氮能够取得更好的产量与品质效果。
含硝态氮肥料发展状况
在IFA的统计中，全球表观消费量最高的是尿素，2009年达到6776万吨，硝酸铵的表观消费量也很高，达到1396万吨。对中国、美国以及欧盟不同类型的氮肥消费情况进行统计，尿素在各国消费量均较大，中国尿素消费量达到全球的35.4%，而中国的硝酸铵（部分农用）及硝酸铵钙的消费量占世界比例较低。欧盟的硝酸铵（部分农用）有较大的消费量，特别是硝酸铵钙，欧盟的消费量达到世界的76.7%。
阻碍含硝态氮肥料在中国发展的主要原因：
1、硝酸铵具有易燃、易爆的特点，因此，国家自2001年起将硝酸铵列入“民用爆炸品”管理体系，受此影响硝酸铵退出化肥市场。国内硝酸铵改性工作未及时跟进，所以限制了硝态氮肥在我国的发展。
2、很多研究表明施用硝态氮肥，更容易造成蔬菜中硝盐的累积，而叶菜类作物硝酸盐超标被认为对人类健康存在风险。所以国标GB18406.1—2001中规定，无公害蔬菜的硝酸盐含量必须低于限定标准。施用铵态或酰胺态氮肥虽然在土壤中存在硝化作用，但部分仍为铵态氮，从而减少了硝态氮的吸收。NY/T394—2000中规定，生产A级绿色食品可以使用尿素、磷酸二铵等，但禁止使用硝态氮肥。
3、我国液体肥料发展处于初步阶段。世界上发达国家如美国、欧盟各国的农业集约化和机械化施肥水平较高，液体肥料在这些国家得到发展。2000年美国基础化学肥料消费结构中，合成氨的75%，尿素的41%，农用硝酸铵的74%均作为液体肥料形式进行应用，机械化、集约化农业中农用硝酸铵最为主要的应用形式是液体肥料。
含硝态氮肥料的发展建议
1、主要粮食作物生产中，不需要大量投入硝态氮肥，继续应用酰胺态氮肥和铵态氮肥即可。从肥效试验结果来看，普通小麦和水稻适宜供应铵态氮，玉米种植中投入不同类型氮源没有显著产量差异。
2、适应水溶肥发展需求，开发适于果树和蔬菜等经济作物种植需求的硝基复合肥以及专用肥。在我国果树蔬菜种植中，水肥一体化已经取得一定的进展并将继续发展，硝态氮肥有速溶速效的特点，且应用含硝态氮肥料能够增加蔬菜产量。同时通过技术手段消除含硝态氮肥料可能引起的作物硝酸盐累积。
发展硝基类化肥是现代农业发展的需要，更是化肥行业品种结构调整，产品优化升级的重要措施
我国已成为世界最大的硝酸生产国。2012年硝酸企业80多家，产能1368万吨，当年产量960万吨，在建和拟建产能716万吨，到十二五末，硝酸产能将达到2000多万吨。近两年硝酸作为基础化工原料，在宏观经济疲软的影响下，需求低迷，开工率降低，效益滑坡。因此，不少硝酸企业选择了继续延伸产品链，发展硝酸铵、硝基复合肥等产品。
到2012年我国硝酸铵企业33家，总产能737万吨，当年产量483万吨，在建和拟建产能369万吨，到2015年预计产能将达到1200万吨。到2015年工业炸药需求硝酸铵不超过500万吨，如果不开发其他下游产品，硝酸铵将呈现明显过剩，因此，大力发展硝基肥是硝酸铵企业的必然选择。
1、硝基肥料的产能、产量情况
近十年来，我国硝基类肥料在技术创新、生产规模、管理水平等方面都有了一定发展。据不完全统计，到2012年底达到一定的规模硝基肥生产企业20多家，年产能达到658万吨。当年硝基类肥料产量400多万吨，其中33家硝酸铵生产企业生产硝基类肥料（含工业硝酸铵磷）258万吨，同比增加77.9%。
目前硝基类肥料已成为行业发展热点，新建或拟建的硝基复合肥生产企业有20多家，新增产能将达到1000万吨。预计到2015年底硝基肥产能将达到1600万吨以上。
2、目前硝基肥的品种：分为以下三大类
一类是硝酸铵改性产品，包括：
农用硝酸铵钙，通过硝酸和石灰石反应生产硝酸钙，在一定条件下与硝酸铵按比例混合、蒸发、造粒生成的产品，含氮在15%左右。
农业用改性硝酸铵,是用物理方法在硝酸铵中添加含有钙、镁、磷等元素的物料生产的产品，氮含量不低于26%。
另一类是硝基复合肥，在含有硝态氮产品中加入磷肥、钾肥，生产的二元或三元硝基复合肥（包括适量加入中量、微量元素等）；
第三类是尿素硝铵溶液（UAN），这是一种无压氮溶液，是由质量分数为30% -35%的尿素，38%-48%的硝酸铵和20%-30%的水组成 。
UAN溶液是液体氮肥，可以较均匀地施入到土壤中，它同时含有硝态氮、铵态氮及酰胺态氮。兼有速效肥和滞后肥的功效，其肥效比固体尿素高。这种产品发达国家大量使用，我国刚开始起步。
3、硝基肥主要生产工艺
综合部分大型硝基肥企业生产的产品和采用的技术初步归纳为以下几类：
（1）用硝酸分解磷矿石生产氮磷两元或氮磷钾三元的硝酸磷肥，主要有“冷冻法”和“混酸法”两种生产工艺技术。
（2）用硝酸铵溶液同磷酸铵、硫酸钾、白云石、石灰石、抗爆剂等混融后，高塔造粒生产硝基肥料。是硝基肥目前采用最多的工艺。
（3）以硝酸铵磷（或硝酸铵）、磷酸铵、硫酸钾、硫酸铵等原料按不同配比预混后蒸汽熔融，高塔造粒生产高浓度三元或两元硝基复合肥。
（4）在硝酸铵料浆加入钾、磷等养分在氨化造粒机内同返料进行涂布造粒，经干燥、冷却、筛分得到高浓度NPK复合肥。
（5）用硝酸铵（硝酸）同氯化钾进行复分解反应生产硝酸钾，主要作烟草肥。
（6）采用硝酸分解石灰石生产水溶性的农用硝酸铵钙。
（7） 将未浓缩的硝酸铵、尿素溶液配制成尿素硝铵溶液（UAN）。
国内外复合肥的生产方法因为原料和产品的配方不同，选择不同的工艺路线；同时，根据不同的造粒工艺形成不同的生产技术。硝基复合肥造粒技术有，熔体塔式喷淋造粒，转筒造粒机造粒，双桨式造粒机造粒，流化床造粒机造粒，回转钢带冷凝造粒等。为满足硝基复合肥装置大型化的要求，目前国内外硝基复合肥造粒工艺主要选择高塔熔体造粒和转筒造粒机造粒。
4、装置规模
目前，国内硝基复合肥生产企业单套装置规模都不大。为了扩大市场占有率，降低成本，不少企业选择建设30-60万吨的生产规模。由于受到生产技术的限制，年产60万吨硝基复合肥企业一般采用单套产能10-20万吨装置来实现。随着市场开拓，需求增加，实现装置大型化是产业技术进步的重要内容。
铵态氮在土壤中大多被吸附在土壤胶体表面，而硝态氮不被土壤胶体吸附，移动性较强。植物可以从土壤中吸收铵态氮和硝态氮，也可以少量吸收利用水溶性的简单有机氮。与其他形态的氮素相比，土壤中的铵态氮是主要的有效氮形式。
在大田种植中，水分和温度适宜条件下，即使仅仅供应铵态氮肥，作物实际同时可以利用铵态氮和硝态氮。在通气良好的温带土壤中，硝态氮的含量超过铵态氮至少一个数量级，所以，在温带地区，大部分作物主要依靠吸收硝态氮满足作物需求。
植物吸收利用铵态氮，伴随着H+的释放，引起根际pH下降。当外部pH较低时，H+释放往往受到抑制，导致细胞内pH下降，不利于作物生长。另外，作物吸收铵态氮，需要马上与有机酸结合形成氨基酸或者酰胺，避免因为铵累积造成铵毒。同化铵态氮的过程中，伴随着碳水化合物和能量的消耗，影响植物根系生长。而植物吸收利用硝态氮，伴随着OH-和HCO3-的释放，引起根际pH上升。同时，硝态氮进入植物体后，一部分还原为铵态氮参与植物代谢，另一部分累积在液泡中，一般对植物不会产生不良影响。低浓度条件下，铵态氮和硝态氮供应对植物生长影响差异较小，随着溶液浓度的升高，硝态氮作为唯一氮源的优势将增加，供应铵态氮抑制植物生长的效应则更加明显。
在实际的种植生产中，酸性土壤生长的嫌钙植物和适应低氧化还原势的土壤条件下的植物（如水稻、茶树）偏好铵态氮，而喜钙植物（如玉米、多数蔬菜、棉花、烟草等）优先利用硝态氮。尽管作物对铵态氮或硝态氮有偏好，但是同时供应两种氮素往往能够获得更好的生长速率和产量。主要原因是相比较于单一氮源，同时施用两种形态氮，植物更易调节细胞内的pH值，并且可以减少氮同化过程中的能量消耗。
铵态氮和硝态氮的肥效
大量的试验研究结果表明，化肥产品中不同形态的氮素，在实际生产中，作物的吸收利用程度不同，对作物产量和品质的影响不同，即不同氮素的肥效存在差异。
按照不同的品质要求，不同品种的小麦需求不同的氮源。普通型小麦为中筋小麦，综合产量与品质需求，施用铵态氮肥能够获得较好的经济收益。
水稻偏好铵态氮源。即使同时供应当量的硝态氮与铵态氮，铵态氮的累积吸收量依然高出硝态氮。
施用不同形态的氮肥，对玉米产量没有显著影响。在南方低pH条件下，铵态氮肥效果好于硝态氮肥。
施用尿素和硝态氮肥利于蔬菜产量的提高
不同作物偏好不同的氮源，但往往按一定比例供应铵态氮和硝态氮能够取得更好的产量与品质效果。
含硝态氮肥料发展状况
在IFA的统计中，全球表观消费量最高的是尿素，2009年达到6776万吨，硝酸铵的表观消费量也很高，达到1396万吨。对中国、美国以及欧盟不同类型的氮肥消费情况进行统计，尿素在各国消费量均较大，中国尿素消费量达到全球的35.4%，而中国的硝酸铵（部分农用）及硝酸铵钙的消费量占世界比例较低。欧盟的硝酸铵（部分农用）有较大的消费量，特别是硝酸铵钙，欧盟的消费量达到世界的76.7%。
阻碍含硝态氮肥料在中国发展的主要原因：
1、硝酸铵具有易燃、易爆的特点，因此，国家自2001年起将硝酸铵列入“民用爆炸品”管理体系，受此影响硝酸铵退出化肥市场。国内硝酸铵改性工作未及时跟进，所以限制了硝态氮肥在我国的发展。
2、很多研究表明施用硝态氮肥，更容易造成蔬菜中硝盐的累积，而叶菜类作物硝酸盐超标被认为对人类健康存在风险。所以国标GB18406.1—2001中规定，无公害蔬菜的硝酸盐含量必须低于限定标准。施用铵态或酰胺态氮肥虽然在土壤中存在硝化作用，但部分仍为铵态氮，从而减少了硝态氮的吸收。NY/T394—2000中规定，生产A级绿色食品可以使用尿素、磷酸二铵等，但禁止使用硝态氮肥。
3、我国液体肥料发展处于初步阶段。世界上发达国家如美国、欧盟各国的农业集约化和机械化施肥水平较高，液体肥料在这些国家得到发展。2000年美国基础化学肥料消费结构中，合成氨的75%，尿素的41%，农用硝酸铵的74%均作为液体肥料形式进行应用，机械化、集约化农业中农用硝酸铵最为主要的应用形式是液体肥料。
含硝态氮肥料的发展建议
1、主要粮食作物生产中，不需要大量投入硝态氮肥，继续应用酰胺态氮肥和铵态氮肥即可。从肥效试验结果来看，普通小麦和水稻适宜供应铵态氮，玉米种植中投入不同类型氮源没有显著产量差异。
2、适应水溶肥发展需求，开发适于果树和蔬菜等经济作物种植需求的硝基复合肥以及专用肥。在我国果树蔬菜种植中，水肥一体化已经取得一定的进展并将继续发展，硝态氮肥有速溶速效的特点，且应用含硝态氮肥料能够增加蔬菜产量。同时通过技术手段消除含硝态氮肥料可能引起的作物硝酸盐累积。
发展硝基类化肥是现代农业发展的需要，更是化肥行业品种结构调整，产品优化升级的重要措施
我国已成为世界最大的硝酸生产国。2012年硝酸企业80多家，产能1368万吨，当年产量960万吨，在建和拟建产能716万吨，到十二五末，硝酸产能将达到2000多万吨。近两年硝酸作为基础化工原料，在宏观经济疲软的影响下，需求低迷，开工率降低，效益滑坡。因此，不少硝酸企业选择了继续延伸产品链，发展硝酸铵、硝基复合肥等产品。
到2012年我国硝酸铵企业33家，总产能737万吨，当年产量483万吨，在建和拟建产能369万吨，到2015年预计产能将达到1200万吨。到2015年工业炸药需求硝酸铵不超过500万吨，如果不开发其他下游产品，硝酸铵将呈现明显过剩，因此，大力发展硝基肥是硝酸铵企业的必然选择。
1、硝基肥料的产能、产量情况
近十年来，我国硝基类肥料在技术创新、生产规模、管理水平等方面都有了一定发展。据不完全统计，到2012年底达到一定的规模硝基肥生产企业20多家，年产能达到658万吨。当年硝基类肥料产量400多万吨，其中33家硝酸铵生产企业生产硝基类肥料（含工业硝酸铵磷）258万吨，同比增加77.9%。
目前硝基类肥料已成为行业发展热点，新建或拟建的硝基复合肥生产企业有20多家，新增产能将达到1000万吨。预计到2015年底硝基肥产能将达到1600万吨以上。
2、目前硝基肥的品种：分为以下三大类
一类是硝酸铵改性产品，包括：
农用硝酸铵钙，通过硝酸和石灰石反应生产硝酸钙，在一定条件下与硝酸铵按比例混合、蒸发、造粒生成的产品，含氮在15%左右。
农业用改性硝酸铵,是用物理方法在硝酸铵中添加含有钙、镁、磷等元素的物料生产的产品，氮含量不低于26%。
另一类是硝基复合肥，在含有硝态氮产品中加入磷肥、钾肥，生产的二元或三元硝基复合肥（包括适量加入中量、微量元素等）；
第三类是尿素硝铵溶液（UAN），这是一种无压氮溶液，是由质量分数为30% -35%的尿素，38%-48%的硝酸铵和20%-30%的水组成 。
UAN溶液是液体氮肥，可以较均匀地施入到土壤中，它同时含有硝态氮、铵态氮及酰胺态氮。兼有速效肥和滞后肥的功效，其肥效比固体尿素高。这种产品发达国家大量使用，我国刚开始起步。
3、硝基肥主要生产工艺
综合部分大型硝基肥企业生产的产品和采用的技术初步归纳为以下几类：
（1）用硝酸分解磷矿石生产氮磷两元或氮磷钾三元的硝酸磷肥，主要有“冷冻法”和“混酸法”两种生产工艺技术。
（2）用硝酸铵溶液同磷酸铵、硫酸钾、白云石、石灰石、抗爆剂等混融后，高塔造粒生产硝基肥料。是硝基肥目前采用最多的工艺。
（3）以硝酸铵磷（或硝酸铵）、磷酸铵、硫酸钾、硫酸铵等原料按不同配比预混后蒸汽熔融，高塔造粒生产高浓度三元或两元硝基复合肥。
（4）在硝酸铵料浆加入钾、磷等养分在氨化造粒机内同返料进行涂布造粒，经干燥、冷却、筛分得到高浓度NPK复合肥。
（5）用硝酸铵（硝酸）同氯化钾进行复分解反应生产硝酸钾，主要作烟草肥。
（6）采用硝酸分解石灰石生产水溶性的农用硝酸铵钙。
（7） 将未浓缩的硝酸铵、尿素溶液配制成尿素硝铵溶液（UAN）。
国内外复合肥的生产方法因为原料和产品的配方不同，选择不同的工艺路线；同时，根据不同的造粒工艺形成不同的生产技术。硝基复合肥造粒技术有，熔体塔式喷淋造粒，转筒造粒机造粒，双桨式造粒机造粒，流化床造粒机造粒，回转钢带冷凝造粒等。为满足硝基复合肥装置大型化的要求，目前国内外硝基复合肥造粒工艺主要选择高塔熔体造粒和转筒造粒机造粒。
4、装置规模
目前，国内硝基复合肥生产企业单套装置规模都不大。为了扩大市场占有率，降低成本，不少企业选择建设30-60万吨的生产规模。由于受到生产技术的限制，年产60万吨硝基复合肥企业一般采用单套产能10-20万吨装置来实现。随着市场开拓，需求增加，实现装置大型化是产业技术进步的重要内容。
